中國石油大學(xué)高層課件

1、中國石油大學(xué)高層60090066001440045003000600180011400q=1.0kN/m6006006006006009006600900900600300090015002700150090051005100作業(yè)如圖,壁式框架，C30鋼筋混凝土墻厚240mm，E=3.0104N/mm2G=0.42E。試用D值法求其在水平均布荷載作用下的M圖。中國石油大學(xué)高層帶剛域框架計(jì)算方法帶剛域框架計(jì)算方法在聯(lián)肢墻中，當(dāng)洞口較大，連梁剛度接近或大于墻肢剛度時，可以按帶剛域框架計(jì)算簡圖進(jìn)行內(nèi)力及位移分折。如果當(dāng)10，且，且In/I 時，這種聯(lián)肢墻的性能已接近框架、大部分層的墻肢具有反彎點(diǎn)。但

2、是，它具有寬梁、寬柱，不能簡單地簡化為一般桿件體系。它的梁、墻相交部分面積大、變形小，可以看成“剛域”。于是，我們可以把粱、墻肢簡化為桿端帶剛域的變截面桿件。假定剛域部分沒有任何變形，因此稱為帶剛域框架帶剛域框架，有時也稱作壁式框架壁式框架。 中國石油大學(xué)高層壁式框架的軸線，取壁梁、壁柱的形心線。兩層壁梁形心線之間距離為hw。hwhw與層高h(yuǎn)不一定相等。h為了簡化起見，同時考慮樓板的作用，我們常常令hwh中國石油大學(xué)高層壁式框架剛域的取值比較復(fù)雜，剛域長度與壁梁、壁柱的截面高度有關(guān)。剛域長度的取法通過試驗(yàn)與比較，目前常用的取值如圖和下列公式所示。剛域尺寸壁梁剛域長度：壁梁剛域長度： lb1a1

3、hb/4 lb2a2hb/4壁柱剛域長度：壁柱剛域長度： lc1c1hc/4 lc2c2hc/4如果計(jì)算所得的剛域長度為負(fù)值，則剛域長度取為零。中國石油大學(xué)高層帶剛域框架計(jì)算簡圖及計(jì)算方法桿件有限元法：適合計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，不適合手算桿件有限元法：適合計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算，不適合手算。D值法：只需修改桿件剛度，即可以用值法：只需修改桿件剛度，即可以用D值法來計(jì)算桿件內(nèi)力，并用相應(yīng)表格確值法來計(jì)算桿件內(nèi)力，并用相應(yīng)表格確定反彎點(diǎn)高度，是一種較為方便的近似計(jì)算方法。適合于手算，不考慮柱軸向變定反彎點(diǎn)高度，是一種較為方便的近似計(jì)算方法。適合于手算，不考慮柱軸向變形，但是梁、柱的剪切變形可以通過修正桿件剛度考

4、慮進(jìn)去。形，但是梁、柱的剪切變形可以通過修正桿件剛度考慮進(jìn)去。D值法：要確定柱的D值和柱的反彎點(diǎn)高度VVcychMcMbVbNc中國石油大學(xué)高層壁柱的壁柱的D D值計(jì)算值計(jì)算帶剛域框架梁、柱與一般桿件區(qū)別： 桿端有剛域。 桿件截面高度大，剪切變形不能忽略。考慮桿件剪切變形時，桿件轉(zhuǎn)角剛度系數(shù)（在單位轉(zhuǎn)角下）可寫成：212GAlEI剪切影響系數(shù) 一般桿件 帶剛域桿件)1 (621lEImm中國石油大學(xué)高層兩端有剛域（剛域長度不同）的桿件在121，對12而言，除了兩端有轉(zhuǎn)角1處，還有轉(zhuǎn)角babalblal1bababalblal11111故lbaEIbabalEImm22112)1)(1 (6)1

5、1 ()1 (62321122112)1)(1 (12lbaEIlmmVV中國石油大學(xué)高層由剛域段平衡，可得求D值時候，用桿件修正剛度k代替線剛度i，梁取k=cib 或者k=cib； 柱取212)1)(1 (126)1)(1 ()1 (66)1)(1 ()1 (63211232121213121212ccilbaEImmmc ilbabaEIblVmmiclbabaEIalVmm其中：23312/)1)(1 (1)1)(1 (1lGAEIlEIibabacbabaca、b剛域長度系數(shù)故帶剛域桿的剛度可以看作成等截面桿的剛度乘上系數(shù)2,ccccD值計(jì)算公式ccicck2212hkDc中國石油大學(xué)

6、高層中國石油大學(xué)高層壁柱的反彎點(diǎn)高度系數(shù)壁柱的反彎點(diǎn)高度系數(shù) y y將帶剛域框架看成上圖虛線表示的等截面梁、柱框架。中國石油大學(xué)高層假定 ab 柱桿端彎矩為 ab 柱的s倍，即假想框架梁的剛度應(yīng)減少s倍，框架柱線剛度相應(yīng)的減少為ic/s。bahhs1/故柱反彎點(diǎn)高度系數(shù)321yyysyayn其中：yn標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度，根據(jù)ccikkkkssiskskskskK2/2432124321由表3.4，3.5查得，a柱下端剛域長度與柱高 h 的比值y1上下梁剛度變化的修正值，由 K 以及1查3.6得到214343211kkkkkkkk或y2上層層高變化時候的修正值，由 K 以及2查3.7得到y(tǒng)3下層層高

7、變化時候得修正值，由 K 以及3查3.7得到hh /2上hh /3下中國石油大學(xué)高層VVcychMcMbVbNc中國石油大學(xué)高層豎向荷載作用下剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算豎向荷載作用下剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 豎向荷載作用下一般取平面計(jì)算簡圖進(jìn)行內(nèi)力分析，不考慮結(jié)構(gòu)單元內(nèi)各片剪力墻之間的協(xié)同工作。 每片剪力墻承受的豎向荷載為該片墻受荷范圍內(nèi)的永久荷載和可變荷載。 當(dāng)為裝配式樓蓋時，各層樓面?zhèn)鹘o剪力墻的為均布荷載； 當(dāng)為現(xiàn)澆樓蓋時，各層樓面?zhèn)鹘o剪力墻的可能為三角形或梯形分布荷載以及集中荷載，如圖所示。 剪力墻自重按均布荷載計(jì)算。 中國石油大學(xué)高層 豎向荷載作用下剪力墻內(nèi)力的計(jì)算，不考慮結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，可近似地認(rèn)為

8、各片剪力墻只承受軸向力，其墻體平面外的彎矩和剪力等于零。 各片剪力墻承受的軸力由墻體自重和樓板傳來的荷載兩部分組成，其中樓板傳來的荷載可近似地按其受荷面積進(jìn)行分配。 各墻肢承受的軸力以洞口中線作為荷載分界線，計(jì)算墻自重重力荷載時應(yīng)扣除門洞部分。 （1）整截面墻計(jì)算截面的軸力為該截面以上全部豎向荷載之和。 （2）整體小開口墻，每層傳給各墻肢的荷載按圖所示范圍計(jì)算，第j墻肢的軸力為該墻肢計(jì)算截面以上全部荷載之和。中國石油大學(xué)高層 （3）無偏心荷載時，聯(lián)肢墻內(nèi)力計(jì)算方法與整體小開口墻相同，但應(yīng)計(jì)算豎向荷載在連梁中產(chǎn)生的彎矩和剪力，可近似按兩端固定梁計(jì)算連梁的彎矩和剪力； 偏心豎向荷載作用下，雙肢墻內(nèi)

9、力計(jì)算可查相關(guān)計(jì)算表格； 多肢墻在偏心豎向荷載作用下，端部墻肢可與鄰近墻肢按雙肢墻計(jì)算，中部墻肢可分別與相鄰左右墻肢按雙肢墻計(jì)算，近似取兩次結(jié)果的平均值。 （4）壁式框架在豎向荷載作用下，壁梁、壁柱的內(nèi)力計(jì)算和框架在豎向荷載作用下的相似，可采用分層法或力矩分配法。中國石油大學(xué)高層例例4.2：用D值法求如圖所示壁式框架的彎矩圖解：取梁面為梁軸線、柱中線為柱軸線如圖所示。26層為標(biāo)準(zhǔn)層。底層及標(biāo)準(zhǔn)層剛域尺寸見下頁圖。材料性能桿件慣性矩（底層梁）（標(biāo)準(zhǔn)層梁）（邊柱）（中柱）中國石油大學(xué)高層（a）標(biāo)準(zhǔn)層（b）底層中國石油大學(xué)高層1、標(biāo)準(zhǔn)層梁剛度系數(shù)（以左跨梁左端剛域?yàn)閍l，右端為bl）2、標(biāo)準(zhǔn)層柱剛度

10、系數(shù)（以下端剛域?yàn)閍l，上端bl）邊柱中柱以下各值均用m及kN做單位，不再注明。中國石油大學(xué)高層4、底層柱剛度系數(shù)邊柱中柱3、底層梁剛度系數(shù)中國石油大學(xué)高層邊柱中柱5、36層剪力分配系數(shù)中國石油大學(xué)高層邊柱中柱6、第2層剪力分配系數(shù)中國石油大學(xué)高層邊柱中柱7、底層剪力分配系數(shù)中國石油大學(xué)高層標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高比及各修正值都由式（4-91）所得的K值查表計(jì)算，結(jié)果如圖所示。8、彎點(diǎn)高度比中國石油大學(xué)高層9、由各柱分配的剪力及彎點(diǎn)位置計(jì)算柱上端及下端彎矩，如圖所示。中國石油大學(xué)高層思考題思考題1. 什么是剪力墻結(jié)構(gòu)的等效抗彎剛度？整體墻、小開口整體墻、聯(lián)肢墻、單獨(dú)墻肢等計(jì)算方法中，等效抗彎剛度有何不同？怎樣計(jì)算？2. 連續(xù)化方法的基本假定是什么？他們對該計(jì)算方法的應(yīng)用范圍有什么影響？3. 連續(xù)化方法的計(jì)算步驟有哪些？雙肢墻和多肢基本的假定、幾何參數(shù)、查表方法內(nèi)力和位移計(jì)算等有什么異同？4. 連肢墻的內(nèi)力分布